地震力学的基本原理很简单：岩石块沿着断层相互滑动，释放积蓄的能量。其中一部分能量会向外传播，引发导致地面震动的地震波。但是，这个过程需要多长时间以及能量究竟如何消散，一直以来都难以捉摸。为了弄清楚这些过程，研究人员最近在俄克拉荷马大学建造了一台机器，以模拟地壳内部发生的情况。
两块岩石在地心引力作用下相互摩擦，模拟断层应力，从而为地震能量学提供数据。“大部分能量似乎都转化为热量，一部分则用于研磨物质，”加州门洛帕克的美国地质调查局（U.S. Geological Survey）的地球物理学家David Lockner说。“我们所熟悉的那部分——以地面震动形式辐射出的能量——最终只占10%或更少。”Lockner表示，了解地震能量如何随时间演变将有助于工程师设计更好的抗震结构。
能量积累
该装置的核心是一个飞轮，一种通过高速旋转来机械储存能量的装置。它由一个100马力的马达驱动，该马达能在0.1秒内达到3300转/分的转速。飞轮连接到一个主轴。
另一根轴将离合器连接到一块直径四英寸的花岗岩或白云岩圆柱体上，该圆柱体与飞轮同步旋转。研究人员使用花岗岩和白云岩作为地壳岩石的替代物。
岩石旁边和内部的传感器监测模拟过程中材料的变形、研磨和升温情况 [见图例，上图]。例如，红外传感器和热电偶用于测量岩石温度，而其他传感器则测量岩石的旋转速度。
模拟断层
为了模拟不同震级的地震，研究人员首先将飞轮以给定速度旋转；飞轮转速越快，地震就越大。然后，研究人员将其与马达分离，让飞轮依靠自身储存的能量继续旋转。
之后，离合器立即接合，连接的花岗岩块开始旋转。它开始研磨上方的一个静止岩石块。两块岩石相遇的地方就是实验断层。
在实验断层处，旋转的岩石将部分动能传递给静止的岩石，它们开始相互研磨和滑动——这相当于一个微型地震。
统计数据
机器高度（英尺） 5.9
飞轮重量（磅） 500
离合器接合所需时间（秒） 0.03
迄今为止模拟的最大地震震级 8.0
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